불화수소 등 20여종 순도분석 시험검사로 국산화 지원

한국표준과학연구원(KRISS, 원장 박현민)이 일본의 반도체 소재 수출규제에 대응하는 차원에서 국산 불화수소 등 반도체용 고순도가스에 대한 품질평가 설비를 완공했다.

KRISS는 지난해 8월부터 소재분야의 국산화 지원을 위해 분석 장비비 8억, 시설 구축비 7억 등 긴급 자체 예산 15억을 사용해 설비 및 실험실을 추진해 왔다.

약 20종의 특수가스 등 소재에 대한 시험검사 서비스를 진행한다는 계획이며 불화수소에 대한 품질평가를 우선적으로 시작하기로 했다.

불화수소는 반도체 원판인 웨이퍼의 세정과 식각공정에 사용되며 반도체의 제조 수율을 높이기 위해서는 고순도의 불화수소가 필요하다.

고순도 불화수소는 현재 일본의 쇼와덴코, 모리타, 스텔라 케미파 등이 세계시장을 독점하고 있는 실정이다.

그동안 국내 고순도 불화수소의 순도 검증법은 업체별로 달라서 표준화가 이뤄지지 않았다. 하지만 이번에 국산 불화수소의 품질평가를 진행할 실험실을 마련하면서 이를 해결할 수 있게 된 것이다. 더욱이 품질평가에 사용되는 측정기술과 표준물질은 KRISS가 자체 개발했다는 점에서 더욱더 큰 의미를 가질 수 있다.

가스분석표준그룹의 책임연구원 오상협 박사는 “불화수소의 품질평가는 실린더에 들어 있는 액체상태의 불화수소를 기체화해 가스의 조성을 분석하고 불순물을 측정해 순도를 결정하는 방법으로 진행된다”고 품질평가방법을 설명했다.

또한 “가스크로마토그래프(Gas Chromatograph)와 푸리에변환 적외선분석기(FTIR)를 이용해 10여 종의 기체상 불순물을 분석하고 유도결합 플라스마 질량분석기(ICP-MS)로 20여 종의 금속성분 불순물을 분석해 최종 순도를 결정하는 방식”이라고 덧붙였다.

이와 더불어 오상협 박사는 소재 개발업체는 KRISS의 분석결과를 자사 제품과 비교해 부족한 점을 개선할 수 있다고 설명한다.

따라서 이같은 품질평가와 분석기술을 이용할 수 있는 KRISS의 실험실 구축을 통해 앞으로 반도체용 고순도가스에 대한 신뢰도가 높은 시험 결과를 제공할 수 있게 됐다.

그 결과 국내 반도체용 가스 소재 개발업체와 반도체 제조사 등 관련 산업 전반에 대한 국제 경쟁력 향상에 기여할 것으로 기대되고 있다.

KRISS는 이와 관련한 표준 시험절차서 개발을 2021년 상반기에 완료하고 20여 종의 가스 소재에 대한 분석법 개발을 연차적으로 진행할 예정이다. 이와 함께 국내 연관업체들과 협의체를 구성해 숙련도 시험을 개최하는 등 국내 가스 소재 업체의 기술 자립화 지원에 힘써 나간다는 계획이다.

박현민 원장은 “2019년 하반기부터 ‘일본 수출규제 적극대응 위원회’를 운영하며 소재, 부품, 장비에 대한 신뢰성 평가기술 등을 지원해 왔다”며 “KRISS가 가진 세계 최고 수준의 측정기술을 바탕으로 관련 산업의 국가 경쟁력 향상에 이바지할 것”이라고 강력한 의지를 표명했다.

한편 KRISS 가스분석표준그룹은 그동안 세계 최고 수준의 가스 측정기술개발 및 측정표준을 인정받으며 ‘공기밀도 재정의’, ‘육불화황 및 디메틸설파이드 표준가스 개발’, ‘볼츠만 상수 국제적 측정 불일치 해결’, ‘표준가스 제조용 전자동 무게 측정기술’ 등의 연구성과를 달성해 왔다.

특히 미국, 영국, 대만, 싱가폴, 중국 등의 표준기관에 표준가스 제조시설을 공급하는 등 국제적인 기술력을 인정받아 세계 각국의 측정능력을 비교하는 국제비교에서 두각을 나타내며 세계 최고 수준을 기록하고 있다.

이번 시험서비스는 KRISS 표준성과한마당(https://eshop.kriss.re.kr)에서 신청할 수 있다.